数电课程设计--设计一个5相10拍步进电机控制器.doc

课 程 设 计 课程名称 数字电子技术基础 题目名称 5相10拍步进电机控制器 学生学院 材料与能源学院 专业班级 微电子学（1）班 2014 年 6 月 19 日  课程设计任务书 一、课程设计的内容 设计一个5相10拍步进电机控制器。 二、课程设计的要求与数据 设计要求包括： 1．控制器可控制步进电机进行正转和反转； 2．设置一个开关，使控制器控制电机具有5相10拍 3．设计步数显示电路，显示相应的步数； 4. 设有启动、停止按钮。 注： 五相步进电动机有五个绕组: A、B、C、D、E , 五相十拍的励磁方式是： 正转顺序: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB 反转顺序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB 三、课程设计应完成的工作 1. 利用各种电子器件设计6相12拍步进电机控制器； 2. 利用DE2板对所设计的电路进行验证；  3. 总结电路设计结果，撰写课程设计报告。 四、课程设计进程安排 序号 设计各阶段内容 地点 起止日期 1 Quartus II 入门学习，熟悉设计流程 实2-214，212 11.12 2 进一步学习Quartus II，讲解各设计任务及其要求，分配设计任务 实2-214，212 11.12 3 通过查阅资料，独立完成电路设计，提交纸质电路原理图草稿 实2-214，212 11.13 4 在Quartus II和DE2板上实现设计 实2-214，212 11.14-16 5 演示和验收 实2-214，212 11.15-16 6 完成设计报告 11.16-18 五、应收集的资料及主要参考文献 查阅步进电机的相关材料，理解步进电机的主要原理。本设计中运用到的各种芯片的功能，真值表和相应的逻辑表达式。由于本实验是在实验室的DE2板上进行模拟的，因此必须查阅相应的使用说明，以及引脚分配。 发出任务书日期： 2014 年 6月 5 日 指导教师签名： 计划完成日期： 2014 年 6 月 19 日 基层教学单位责任人签章： 主管院长签章：  摘 要 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。本实验运用quartus软件进行设计分析，并在DE2板上实现相应的模拟功能。 关键词：关键词应为反映设计主题内容的技术词汇，一般为4个左右。 1 设计任务目的与要求 1 1.1 设计一个5相10拍步进电机控制器 1 2 模块及其原理介绍 2 2.1 74292分频器 2 2.2 74190加减计数器 2.3 7447显示译码器 2.4 7442译码器 3 设计方案 3 3.1 设计思路 3 4 实验结果与数据分析 4 5 结论与问题讨论 5 参考文献 6 1 设计任务目的与要求 1.设计一个。 注： 五相步进电动机有五个绕组: A、B、C、D、E , 五相十拍的励磁方式是： 正转顺序: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB 反转顺序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB 2 模块及其原理介绍 2.1分频器 由于DE2板上的时钟脉冲频率是50Mhz，为了观察步进电机控制器的模拟工作状态，必须把频率降低，因此选择适当的分频器。 所谓“分频”，就是把输入信号的频率变成成倍数地低于输入频率的输出信号 2.2计数器模块 74190加减计数器可以实现步进电机从0到9的计数；它的功能简介如下： 2.3 7447显示译码器； 为了显示步进电机的步数，需要从计数器的借口外接一个显示译码器，再从译码器接出7段数码管，即可实现显示步进电机工作的显示步数功能。由于DE2板的LED数码管采用共阳极接法，因此选择7447显示译码器，其功能表如下。 2.4 7442译码器； 为了将计数器输出的四位二进制代码转换成高低电平，以驱动电机（实验中用LED灯代替），需要一个4线—8线译码器，本实验采用7442译码器。其真值表如下： 3 设计方案 3.1 通过查阅资料可知，5相10拍步进电机控制器有5个线